Alterações morfofisiológicas e moleculares em resposta a estresses abióticos em mamona (Ricinus communis L.)

The use of fossil fuels has been considered one of reason for the increase of pollution in the atmosphere and it may be related to the climate changes. Then, the research of the new sources of fuels will be important. Considering this, the use of biodiesel has been considered not as bad as petrol. The castor bean (Ricinus communis L.) is an important oilseed, which belongs to Euphorbiaceae family, and the oil found in the seed has important characteristics for biodiesel. This plant is considered as “rustic” as it does not need so much water for its development and oil production. Due to this, this plant has been considered to be ideal in semi-arid regions, such as the Northeast of Brazil. The aim of his study is to better understand the responses to abiotic stresses (drought and salinity) from castor bean plants using morphological, physiological and molecular tools. In order to do this, the castor bean plants were subjected to salt stress (50, 100, 150 and 200 mM NaCl) in a controlled environment and drought stress (5, 10, 15 days and 10 days cyclic). After these treatments, these plants were subjected to different analyzes: a) the expansion and retention of water from leaves; b) anatomy using leaves and roots. Based on these results, we found that castor suffered decrease in leaf area with increase drought stress, however restricted water loss, probably by accumulation of compatible solutes in the leaves. The anatomy data showed modifications in the vascular system. These modifications observed suggested that castor bean plant may be resistant to stress as it was verified in 5 days of drought as well as in 100 mM NaCl. In both conditions, these plants were fine. Probably these plants keep some solutes in the cell and then maintain the cell tugor. The data obtained in this study gave a better idea how castor bean plant responds to abiotic stress conditions - drought and salt stress

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A queima de combustíveis fósseis destaca-se dentre as atividades humanas como a principal responsável pelo aumento de gases poluentes na atmosfera que provocam mudanças climáticas. Diante deste cenário, têm se buscado alternativas menos poluentes e danosas que os combustíveis fósseis. Muito recurso tem sido investido em pesquisas que visem o conhecimento e produção de espécies de plantas oleaginosas que possam substituir parte do diesel mineral pelo biodiesel. Dentre estas plantas está a mamona (Ricinus communis L.), uma planta oleaginosa pertencente à família Euphorbiaceae, considerada rústica e que não exige grande disponibilidade de água para seu desenvolvimento e produção. Por possuir um óleo rico em um ácido graxo incomum (ácido ricinoléico), tem sido apontada como uma oleaginosa com grande potencial para o cultivo em regiões semiáridas, como o Nordeste do Brasil. Esta região é caracterizada pelos longos períodos de seca com baixa precipitação pluviométrica, além de solos salinos. Considerando isto, este trabalho teve como objetivo contribuir para a compreensão das respostas das plantas de mamona a estresses abióticos (hídrico e salino) por meio de análises morfofisiológicas e moleculares. Para isso, as plantas de mamona foram submetidas a condições de estresse salino (50, 100, 150 e 200 mM de NaCl) em ambiente controlado e estresse hídrico (5, 10, 15 dias e 10 dias cíclico). Após os tratamentos, as plantas foram sujeitas a diferentes análises quanto ao efeito dos estresses: a) na expansão e retenção de água nas folhas; b) no teor de clorofilas; c) nas enzimas do sistema antioxidante (SOD, CAT, APX e POX) em folhas, raízes e sementes; d) na anatomia foliar e de raízes; e) no teor de óleo em sementes; f) na expressão diferencial de genes através de biblioteca subtrativa de cDNA para estresse hídrico em sementes. Diante dos resultados obtidos, verificamos que a mamona sofreu alterações na atividade de enzimas antioxidantes, com respostas dependendo do nível de estresse e tecido-dependente. Nas atividades de SOD e APX em folha foi observada uma diminuição aos 5 e 10 dias de estresse hídrico, entretanto, em raiz houve um aumento da atividade de SOD aos 10 e 15 dias de estresse e de APX ao 5 e 10 dias. Em semente houve uma diminuição da atividade de SOD no maior período de estresse. As atividades de CAT e POX em folha apresentaram um aumento aos 10 dias de estresse, o que também foi observado na atividade de POX em raiz. Alterações nas estruturas do sistema vascular também foram observadas, no entanto, inferimos que a mamona pode resistir ao estresse hídrico moderado (5 dias) e ao estresse salino até 100 mM de NaCl, evitando a perda de água, mantendo o turgor celular. O teor do óleo não sofreu alterações com o déficit hídrico. Os resultados das bibliotecas subtrativas para estresse indicam que existe um aumento na expressão de genes em sementes relacionados à defesa da planta contra as condições de estresse (por exemplo, Dehidrina), assim como, na maturação e desenvolvimento do embrião. Os dados obtidos neste trabalho auxiliaram na compreensão do comportamento da mamona em condições de estresse abiótico, hídrico e salino, assim como, na recuperação hídrica da planta após a retomada das regas.